ConsensusPathDB

更新日期：2025-06-02 19:31:49
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详细介绍：

ConsensusPathDB

综合通路数据库详细介绍及使用攻略

集成分子相互作用网络的权威数据库 - 为生物信息学研究提供强大的分子网络分析工具

德国马克斯·普朗克研究所开发

数据库概述

权威背景

开发机构：德国马克斯·普朗克分子遗传学研究所计算分子生物学部门

建立时间：2008年首次发布，持续更新至今

国际影响：Nature、Cell等顶级期刊广泛引用的权威数据库

核心使命

整合来自多个公共数据库的分子功能相互作用信息，为研究人员提供一个统一、全面的分子网络分析平台。

支持基因富集分析、通路分析、蛋白质相互作用网络构建等多种生物信息学分析需求。

数据库功能概览

ConsensusPathDB网页界面主要功能图形化概览

32+

集成数据源

百万级

相互作用数据

多物种

人类/小鼠/酵母

多功能

分析工具集

核心功能特色

相互作用查询

蛋白质-蛋白质相互作用
基因调控网络
代谢通路网络
信号传导网络
药物-靶点相互作用

富集分析

基因集过表达分析
GO功能富集
KEGG通路富集
Reactome通路分析
自定义基因集分析

网络可视化

交互式网络图
Cytoscape集成
模块化网络分析
重叠图表示
自定义网络布局

数据库内容与功能架构

ConsensusPathDB数据库内容与网页界面功能架构图

数据类型与覆盖范围

集成数据源

通路数据库

• KEGG
• Reactome
• BioCarta
• WikiPathways
• SMPDB

相互作用数据库

• STRING
• BioGRID
• IntAct
• MINT
• DIP

基因本体

• Gene Ontology
• OMIM
• MGI
• SGD

药物数据库

• DrugBank
• PharmGKB
• STITCH
• CTD

支持物种

人类 (Homo sapiens)

最完整的数据覆盖，包含所有类型的分子相互作用

小鼠 (Mus musculus)

模式生物数据，支持比较基因组学研究

酵母 (Saccharomyces cerevisiae)

经典模式生物，基础生物学研究的重要资源

相互作用类型

蛋白质相互作用

• 二元相互作用（Binary interactions）
• 复合物相互作用（Complex interactions）
• 酶-底物关系
• 结合伙伴关系

基因调控

• 转录因子-靶基因关系
• miRNA调控关系
• 表观遗传调控
• 遗传相互作用

代谢网络

• 酶催化反应
• 代谢物转化
• 代谢通路连接
• 辅因子依赖性

信号传导

• 激酶-底物关系
• 磷酸化级联
• 信号通路串扰
• 细胞表面受体信号

网络图示例

ConsensusPathDB分子相互作用网络图示例

分析工具详解

基因集富集分析 (Gene Set Analysis)

分析类型

过表达分析 (Over-representation)

基于超几何分布检验，识别在基因列表中显著富集的功能类别

GSEA分析

基于基因排序列表的基因集富集分析，无需预设阈值

网络邻域分析

基于蛋白质相互作用网络的邻域富集分析

功能注释数据库

Gene Ontology (GO)

KEGG Pathways

Reactome Pathways

BioCarta Pathways

WikiPathways

Neighborhood-based Sets

相互作用网络查询

单基因查询

• 输入基因名或ID
• 获取所有相互作用伙伴
• 查看相互作用类型
• 下载网络数据

基因列表查询

• 批量基因输入
• 构建子网络
• 识别网络模块
• 计算网络属性

网络可视化

• 交互式网络图
• 节点大小和颜色自定义
• 边类型区分显示
• 导出高质量图片

高级分析功能

代谢物分析

支持代谢物列表的通路富集分析，连接代谢组学和基因组学数据

• KEGG代谢通路分析
• SMPDB代谢网络
• 代谢物-基因关联

药物靶点分析

整合药物-靶点相互作用数据，支持药物重定位和靶点预测

• DrugBank集成
• STITCH化合物网络
• 药物作用机制分析

Cytoscape集成

通过插件与Cytoscape无缝集成，实现高级网络分析和可视化

• 直接数据导入
• 网络拓扑分析
• 社区检测算法

批量数据下载

提供REST API和批量下载接口，支持程序化数据访问

• RESTful API接口
• 多种数据格式
• 自动化工作流程

使用流程指南

访问数据库

网站访问

主站: http://consensuspathdb.org

镜像站: http://cpdb.molgen.mpg.de

支持移动端浏览器访问

浏览器要求

支持JavaScript的现代浏览器

推荐Chrome、Firefox、Safari

需要启用cookies和弹窗

准备基因列表

支持的ID类型

• Entrez Gene ID
• Gene Symbol
• Ensembl ID
• UniProt ID
• RefSeq ID

输入格式

• 每行一个基因ID
• 逗号分隔列表
• 制表符分隔
• 支持混合ID类型
• 最大5000个基因

数据质量检查

• 去除重复ID
• 检查ID有效性
• 物种匹配验证
• 提供映射报告
• 建议标准化ID

选择分析类型

基因集富集分析

分析基因列表在预定义功能基因集中的富集程度

Over-representation GSEA Network-based

相互作用网络分析

构建和分析基因之间的分子相互作用网络

PPI Networks Regulatory Metabolic

单基因查询

查询单个基因的所有已知分子相互作用

Interaction Partners Pathways GO Terms

代谢物分析

分析代谢物列表的通路富集和网络分析

KEGG Pathways SMPDB Reactome

设置分析参数

富集分析参数

P值阈值默认: 0.01

最小基因集大小默认: 2

最大基因集大小默认: 500

多重检验校正 FDR (Benjamini-Hochberg)

数据库选择

结果解读与下载

结果表格

• 按p值排序的富集条目
• 基因集大小和重叠数
• 富集倍数计算
• 基因列表详情
• 可交互排序和筛选

网络可视化

• 相互作用网络图
• 节点颜色编码
• 边类型区分
• 网络拓扑属性
• 子网络模块识别

数据导出

• Excel格式结果表
• CSV格式数据
• PNG/SVG网络图
• Cytoscape网络文件
• SBML代谢网络

应用场景与案例

基础研究应用

转录组数据分析

对RNA-seq或微阵列实验得到的差异表达基因进行功能富集分析

案例： 癌症vs正常组织的转录组比较，识别异常激活的信号通路

蛋白质组学研究

整合蛋白质表达数据与相互作用网络，理解蛋白质功能模块

案例： 免疫反应中的蛋白质复合物识别和功能注释

GWAS后续分析

将全基因组关联研究的候选基因映射到分子网络和通路

案例： 糖尿病易感基因的通路富集分析和药物靶点预测

药物研发应用

靶点识别与验证

通过网络分析识别疾病相关的关键节点作为潜在药物靶点

药物重定位

分析已知药物的作用网络，发现新的治疗适应症

副作用预测

基于药物-靶点网络预测潜在的不良反应和毒性

临床研究应用

生物标志物发现

整合多组学数据识别疾病诊断、预后和治疗反应的分子标志物

案例： 肿瘤免疫治疗反应预测的网络生物标志物

疾病机制研究

通过网络分析揭示复杂疾病的分子机制和调控网络

案例： 阿尔茨海默病的蛋白质相互作用网络异常

精准医疗

基于患者分子特征和网络分析制定个体化治疗策略

案例： 基于基因表达网络的癌症亚型分类和治疗选择

多组学整合分析

基因组 + 转录组

整合基因变异和表达数据，理解基因型-表型关联

转录组 + 代谢组

连接基因表达与代谢物变化，解析代谢调控机制

蛋白组 + 表观组

整合蛋白质修饰和表观遗传标记，理解基因调控